Что такое галактика простыми словами
Что такое галактика
Узнав масштабы нашей вселенной люди осознали, что Земля не является центром мироздания. Уяснив, что даже громадная Солнечная система не весь мир, воображение зашкалило. Ведь все звёзды, что мы можем наблюдать, только малая часть огромнейшего образования – галактики.
Галактика — гигантское космические скопление звезд, газа и пыли, удерживаемые силами гравитации. Все объекты, входящие в состав галактики обращаются вокруг общего центра масс. Чаще всего это гигантское ядро, которое находится в центре, состоящее из черной дыры.
С появлением телескопа «Хаббл» астрономы начали наблюдения за далекими галактиками. Наблюдаемая часть Вселенной содержит их не менее 100 млрд. штук! Они распределены хаотично – есть районы сосредоточения плотных групп галактик, есть совсем пустынные области. Массы галактик колеблются от 10 7 до 10 12 масс нашего Солнца. Диаметры их составляют от 16 тыс. до 800 тыс. световых лет.
Галактические объединения и состав галактик
Галактики состоят всего из трех компонент:
Около 95% галактик собраны в группы. Минимальные группы насчитывают всего несколько десятков объектов, а большие — десятки тысяч. Сотни галактик объединяются в скопления, а тысячи – в сверхскопления.
Структура
Виды галактик
Столкновения
Столкновения галактик не редкий случай во Вселенной. С большой долей вероятности, и наш Млечный Путь испытал подобное около 2 млрд. лет назад. Поскольку расстояния между объектами очень велики, то при соприкосновении лишь некоторые из звёзд реально сталкиваются. Галактики имеют различные скорости, поэтому и процесс столкновения происходит всегда по-разному. Зачастую это переходит в слияние галактик, или они пролетают сквозь друг-друга.
Как они произошли
Есть две разных версии происхождения галактик:
Как изучают галактики
Великий Кант уже в 1755 году предвидел, что галактика может состоять из огромного количества звёзд и вращаться. У. Гершель в 1780 году подтвердил эту гипотезу. Он произвёл систематический подсчёт видимых светил, и на основе наблюдений ему удалось составить трёхмерную структуру Млечного Пути.
А в 1936 году галактики были классифицированы Э. Хабблом. Этой классификацией пользуются и ныне. Ему также удалось определить расстояние до Туманности Андромеды, правда, с большой погрешностью. Но главное, что было им установлено что Вселенная не ограничена Млечным Путём.
Что такое галактика?
Галактическая группа Хиксона
Наверняка вы знаете, что Солнечная система не существует обособленно. Вместе с другими звездами, Солнце располагается в галактике Млечный Путь. Но что такое галактика? Если говорить простым языком, то перед вами коллекция звезд, собравшихся на определенном участке при помощи гравитационной силы.
Мы многое узнали о родной галактике, поэтому давайте рассматривать понятие сквозь Млечный Путь. Относится к спиральному галактическому типу и вмещает яркое ядро, плотно наполненное звездами. Остальные звезды вращаются вокруг, создавая приплюснутый диск. Всего в Млечном Пути насчитывают 200-400 миллиардов звезд. Обладает двумя спиральными рукавами, которые выходят за ядром, а также подобием спиральной вертушки, тянущейся к внешним краям. В ширину достигает 100000 световых лет.
Стоит отметить, что наблюдаемые звезды – лишь небольшая часть всей галактики. Она также окружена гигантским ореолом темной материи. Ее нельзя рассмотреть, не контактирует с обычной материей и не производит отслеживаемый вид излучения. Но мы можем доказать ее наличие, так как она все же влияет гравитацией на другие объекты. Если звезды занимают примерно 580 миллиардов солнечных масс, то темная материя способна охватить 6 триллионов.
Но наша галактика Млечный Путь – лишь один из примеров. Есть также эллиптические, которых намного больше. Именно здесь встречаются наибольшие представители. Например, Мессье 87 с 2.7 триллионами звезд. Наименьший тип – ультракомпактные карликовые, которые лишь немного масштабнее скоплений шарового типа.
Звезды притягиваются и формируют галактики, которые также собираются в скопления. На вершине находятся сверхскопления, способные вмещать миллионы галактик, и достигать сотни миллионов световых лет в ширину. Теперь вы можете сложить представление о том, что такое галактика.
Схематическая история Вселенной, подчеркивающая реионизацию после формирования первых звезд и галактик. До момента их появления пространство блокировало свет
Один из самых удивительных фактов о Вселенной – она существовала не всегда. Все, что мы сейчас наблюдаем, появилось из крошечных частичек материи, которые увеличились гравитационно и посредством столкновения и слияния. Когда мы смотрим на отдаленные объекты, то видим свет, который испускался миллионы или миллиарды лет назад (зависит от дистанции).
Однажды технологии достигнут того уровня, что мы увидим Вселенную, лишенную галактик и звезд. Мы ждем запуска космического телескопа Джеймса Уэбба в 2018 году, но сейчас располагаем удивительной пятеркой интересных фактов о наиболее отдаленных объектах с фото.
Протопланетные диски, из которых формируются все солнечные системы, в итоге сольются в планеты. Но, когда пространство наполнено только водородом и гелием, то появляются исключительно газообразные планеты
Вначале не было планет скалистого типа. Звезда появляется из молекулярного газа. В скоплении формируются крупные газовые облака, превращающиеся в звезды, и небольшие миры, ставшие планетами (из водорода и гелия). Но более тяжелые элементы появились после взрывов первых звезд, которые формируют их при ядерных процессах.
Галактики вроде Млечного Пути – распространенный тип. Но молодые формирования чаще намного меньше, голубого окраса и насыщеннее газом
Ранние галактики были намного меньше современных. Первые сформированные нейтральные атомы начали сливаться в семена с несколькими миллионами солнечных масс. Через 50-200 миллионов лет гравитация заставила их разрушиться и создать первые звезды. Далее гравитация снова заставляет сливаться их в скопление, повышая интенсивность появления новых юных звезд. Так и начали создаваться первые галактики.
Глубокое поле Хаббла – первое углубленное представление о Вселенной, демонстрирующее галактики, когда пространство достигало 3-4% от сегодняшнего возраста. Но это максимальная удаленность, на которую удается пробиться телескопу
Как бы сильно телескоп Хаббл не старался, но у него не хватает мощности, чтобы разглядеть самые первые галактики. При формировании они наполняются горячими и яркими синими звездами. Но этому свету приходится преодолевать 13 миллиардов лет на пути к нам. Расширение пространства приводит к тому, что УФ-свет смешается в среднюю ИК-область спектра. Поэтому ученые с нетерпением ожидают запуска Джеймса Уэбба.
Скопление R136 туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке располагает наиболее древними звездами. Самая крупная – R136a1, превышающая солнечную массивность в 250 раз
Наиболее массивные звезды существовали в ранние времена. Если сейчас заглянуть в ультрамассивную звездную территорию, то сможем отыскать ярчайшие и массивнейшие звезды. Крупнейшей туманностью в нашей территории выступает Тарантул, где проживает древнейшая звезда R136a1. Превосходит солнечную массивность в 250 раз и создана из первозданных водорода и гелия. Но масштабность параметров сумеем добыть с запуском Джеймса Уэбба.
Поглощение волны миллиметрового диапазона от электронов вокруг мощных магнитных полей, создаваемых галактической сверхмассивной черной дырой. Это проводит к наблюдаемому в центре темному пятну. Тень показывает, что там присутствуют прохладные облака молекулярного газа
Первые сверхмассивные черные дыры должны были появиться в галактических центрах с момента их рождения. Удивительно, но чем крупнее звезда, тем короче ее жизненный срок. Наиболее массивные объекты живут всего несколько миллионов лет, после чего умирают в виде сверхновых или же рушатся в черную дыру. Последние стремительно перемещаются в галактические центры, где разрастаются до сверхмассивного типа. Ранние галактики способны вмещать дыры, превосходящие Солнце по массивности в 4 миллионов раз.
Крупномасштабная вселенская структура меняется со временем, потому что крошечные частички постоянно сливаются и разрастаются в более крупные объекты, формируя звезды и галактики. Молодая Вселенная показывает, каким наш регион был в прошлом
Отметьте, что ультра-отдаленные, ультра-молодые и ультра-крошечные галактики не будут всегда такими вытянутыми. Все соседние галактики раньше напоминали те, что мы видим на больших удаленностях. Первые разрастались быстрее всего. По мере развития, они накапливали материал, сливались с другими и становились крупными спиралями или эллиптическим типом. Пока нам неизвестно прошлое Млечного Пути, но мы надеемся исправить это с дальнейшими наблюдениями. На сайте можно использовать виртуальную 3D-модель галактики Млечный Путь, чтобы в режиме онлайн изучить планеты, звезды, скопления и созвездия, а также их внешний вид, расположение и движение в космическом пространстве.
Что такое галактика и какой она бывает
Когда люди смотрят в ночное небо, они видят завораживающее сияние миллиардов звезд, часть из которых входят в состав нашей галактики — Млечный Путь. Но звездных систем, звездных скоплений, удаленных от Земли на миллионы световых лет, и находящихся за пределами нашей галактики — бесконечное количество. Их изучение позволяет лучше понять происхождение и масштабы Вселенной.
Галактики — это крупные системы состоящие из звезд, межзвездного газа, звездных скоплений, пыли и темной материи которые связаны между собой силой гравитационного взаимодействия. Все элементы данных систем, наиболее крупных образований во Вселенной, как правило, двигаются относительно общего центра. Ученые предполагают, что существует не менее 3 трлн подобных скоплений. Все они находятся на большом удалении от Земли.
Ближайшие галактики, которые можно увидеть на небе невооруженным взглядом, — это Андромеда, Большое и Малое Магелланово облака и М33.
Происхождение и структурные компоненты
Слово «галактика» с древнегреческого языка переводится как «молочное кольцо». Ученые предполагают, что галактики появились в течение 150 млн лет после Большого взрыва. Точный возраст галактических систем определить трудно, так как их формирование может занимать от 1 до 2 млрд лет.
Звездные системы распространены по Вселенной неравномерно: в некоторых областях наблюдаются их скопления, в других образования встречаются редко.
Точные размеры галактик определить сложно, потому что резких границ они не имеют. Чем дальше от центра, тем меньше яркость находящихся в них звезд. Поэтому периферийные зоны иногда не попадают в поле зрения телескопов.
Системы галактик включают от 1 до 10 скоплений. Например, Млечный Путь, в котором находится Солнечная система, входит в Местную группу. Одиночные галактики встречаются крайне редко, чаще всего они объединяются в пары, трио и более крупные организации.
Объекты внутри систем отличаются друг от друга по массе, происхождению и химическому составу.
Типы галактик и их характеристики
Многообразие звездных систем побудило ученых задуматься об объединении их по внешнему виду, а также закономерностям проходящих внутри процессов. В 1925 г. Эдвин Хаббл предложил классификацию скоплений по их морфологии и дал им определение. Этот список без изменений используется и сегодня. Созданы и более детальные систематизации.
Эллиптические галактики (e)
Имеют форму эллипса. Включают в себя красные и холодные космические тела-гиганты. По данным астрономов, доля эллиптических звездных систем составляет 20% от всего объема. Существуют карликовые и гигантские скопления.
Галактики содержат много пыли и газа, но астрономы полагают, что системы эллиптической формы — это последний этап эволюции галактических систем. Сверхмассивные черные дыры, находящиеся в ядре наиболее древних образований, засасывают газ и пыль и тем самым тормозят их развитие.
Ближайшая к Земле галактика эллиптического типа, открытая в 1938 г. американским астрономом Харлоу Шеплом, находится в созвездии Скульптор. Она относится к карликовым сфероидальным системам и имеет отличительную особенность — высокое содержание металлических объектов (около 4% от общей массы). Такой показатель наблюдается в образованиях, расположенных на краю видимой Вселенной.
Спиральные галактики (s)
Представляют собой своеобразный звездный блин, который вращается вокруг своей оси и содержит до 500 млрд объектов. В центральной зоне наблюдается овальное вздутие — бандаж. Спиральные образования имеют два диска и благодаря множеству закрученных спиралевидных ветвей считаются наиболее красивым и завораживающим зрелищем в космосе.
В 1912 г. ученые выяснили, что Туманность Андромеды движется по направлению к Солнцу с впечатляющей скоростью — 300 км/ч. По прогнозам исследователей, через 3 млрд лет Туманность Андромеды столкнется с Млечным путем. Это означает, что в результате взаимодействия Солнечная система будет выброшена в космическое пространство, но разрушения планет не произойдет.
Неправильные галактики (Irr)
Не вписываются в структуру, созданную Хабблом, так как не могут быть описаны как образования эллиптической или спиральной формы. У них нет ядра, а движение звезд хаотично. Предположительно, раньше неправильные системы имели четкие границы, но под воздействием разных гравитационных сил деформировались.
Выделяют три подтипа галактик:
Примерами последних систем являются Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и ММО), которые находятся в той области неба, которая относится к Южному полушарию (в России не наблюдаются). В диаметре они меньше Млечного пути в 30 раз и легче в 300 раз, удалены от галактики, в которой находится Земля, на 163 тыс. световых лет.
Первые наблюдения за ними были произведены в начале 1 тысячелетия н. э. Позже образования наблюдали Америго Веспуччи в 1503 г. и Фернан Магеллан в 1519 г. во время кругосветного путешествия. В честь последнего мореплавателя они и были названы.
Современные исследования стали возможны после запуска телескопа «Хаббл». В 2006 г. стало известно, что период вращения БМО составляет 250 млн лет.
С полярными кольцами
Галактики такой формы встречаются редко. Они имеют необычную форму (внешнее кольцо вращается непосредственно над полюсами) и внешне напоминают большой овал с перпендикулярно расположенным внутри малым овалом.
Поэтому существует предположение, что галактики образовались при слиянии двух систем. Изучение таких систем затруднено небольшим числом исследуемых объектов и их большой удаленностью.
Пример галактики с полярными кольцами — линзовидная система Центавра А, которая в космическом каталоге имеет номер NGC 5128. Она отличается интенсивным излучением и считается одной из самых активных радиогалактик.
Расстояние от Солнечной системы — 12 млн лет. Образование было открыто в 1826 г. английским ученым Джеймсом Данлопом, а в 1847 г. Джон Гершель составил подробное описание Центавры А. С помощью космического телескопа «Хаббл» и орбитальной установки «Обсерватория Эйнштейна» были обнаружены крупные квазары и нейтронные звезды.
Пекулярные галактики
Характеризуются искаженной структурой, причина которой — столкновение с другой галактикой или воздействие материи после выбросов космического вещества. Из-за индивидуальных особенностей их нельзя отнести к классификации Хаббла.
Как проходит изучение
Солнце, Луну, астероиды, кометы и другие космические объекты человечество активно исследует уже несколько тысяч лет.
Начиная со Средних веков ведущие ученые, такие как Галилео Галилей, Уильям Гершель и Шарль Мессье, наблюдали и фиксировали тысячи туманностей на небосводе, но их природу и структуру понять не могли.
Изучение галактик и понимание их разновидностей стало возможным только в начале 20-х гг., когда были сделаны первые фотографии ночного неба с длинной экспозицией. Тогда было доказано, что свечение идет извне Млечного пути.
Первые каталоги видимой части Вселенной были составлены Эдвином Хабблом. Он придумал классификацию звездных систем по их форме и морфологии происхождения.
Позже работа по изучению галактик была продолжена в разных странах мира: в СССР — Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, в США — Ф. Цвикки и др. Интересные факты о галактиках были открыты в 1990 г., после запуска космической обсерватории «Хаббл». Начался виток развития внегалактической астрономии. Со временем появились подробные атласы и каталоги с координатами скоплений.
Современные телескопы могут наблюдать объекты, удаленные на многие миллионы световых лет от Земли. Расстояния чаще всего измеряются фотометрическим методом, когда за основу наблюдений берется объект с уже имеющимися характеристиками свечения.
Интересные факты
Познавательная информация о галактиках:
Светимость галактик измеряется в Lс и определяется количеством находящихся в них звезд. Существуют небольшие объекты с излучением в несколько миллионов Lс и гигантские системы с показателем в миллиарды Солнц.
Что такое галактика?
Многие ли из вас могут уверенно ответить на вопрос, что такое галактика?
Большинство смутно представляет себе, что это понятие каким-то образом связано со звездами и космосом, что галактика велика, и по ней можно путешествовать, как это с успехом делают герои многочисленных фильмов и книг.
Что означает слово «галактика»?
Слово «галактика» пришло к нам из греческого языка, от слова «галактикос», означающего «млечный». Оно обозначает гигантское звездное скопление, имеющее спиральную форму. К нему принадлежит наше Солнце. Его мы называем Млечный Путь.
Кстати, нашу галактику с Земли можно увидеть на небе в виде вытянутой полосы, усыпанной звездами. Но на самом деле она имеет форму диска с несколькими закрученными спиральными рукавами.
На небе можно рассмотреть и другие галактики, но отличить их от звезд и разглядеть подробнее эти скопления звезд для человека доступно только с помощью мощных телескопов.
В древности Млечный Путь считался нашими предками священным: хотя у каждого народа о нем имелись свои легенды и мифы, тем не менее, практически все признавали его исключительную важность в картине мироздания.
Состав галактики
Сегодня немногие знают, что новогодняя елка – это отображение в нашей действительности Мирового Древа. Его стволом, по представлениям предков, являлся Млечный Путь.
Из чего состоит галактика?
И наш Млечный Путь, и все прочие галактики, которые астрономы могут наблюдать с помощью телескопов, состоят из огромного количества звезд и звездных систем – один только Млечный Путь насчитывает около 200 миллиардов звезд.
Наше Солнце – всего лишь небольшая и далеко не самая яркая из его звезд, к тому же находящаяся на периферии, в одном из рукавов галактики.
Наиболее плотно звезды расположены в центральной части, образуя там яркое шарообразное скопление. Ученые предполагают, что если взглянуть на нашу галактику со стороны, то она формой будет напоминать планету Сатурн – огромный сияющий шар, окруженный широким и относительно тонким неоднородным кольцом.
Кроме звезд, в галактике имеются огромные облака из газов и пыли. Некоторые из них испускают разноцветное свечение. Современная наука установила, что из таких туманностей в течение миллиардов лет формируются новые звезды и звездные системы.
Что находится в центре галактики?
Одно из наиболее загадочных мест в галактике – ее центральная область. Но ее физические свойства настолько отличаются от окружающих ее участков космоса, что ученые долго не могли понять природу этого явления.
Только недавно было точно установлено, что центральную часть нашей галактики занимает черная дыра. Это область пространства с измененными свойствами.
Возраст нашей галактики относительно невелик – около 12 миллиардов лет. И процессы образования звезд в ее ядре до сих пор активно продолжаются. Там обнаружено множество белых карликов – молодых звезд. Также есть гигантские скопления раскаленного газа, черные дыры различной мощности и нейтронные звезды.
Возраст нашей галактики
Все это в комплексе образует гигантскую, невообразимо огромную космическую «кухню». Она продолжает поставлять во Вселенную новые звезды, как горячие пирожки.
Что больше, Вселенная или галактика?
Кстати, наша галактика, несмотря на ее размеры, не одинока во Вселенной. Сегодня ученым-астрономам достоверно известно о более чем ста других галактиках.
Некоторые из них расположены сравнительно близко от нашей и могут быть различимы даже невооруженным глазом, как, например, галактика в созвездии Волосы Вероники. Другие можно увидеть только в мощный телескоп обсерватории. Третьи различимы только с орбитальной станции, где атмосфера не препятствует наблюдению за космосом.
Имееет ли галактика бесконечную энергию?
Вселенная, согласно представлениям ученых, бесконечна, и в ней находится бесконечное число галактик. Одни рождаются из облаков раскаленного газа и пыли, другие находятся в таком же состоянии, как и наш Млечный путь. А третьи угасают, исчерпав свою энергию.
Кстати, до сих пор нет единой теории, объясняющей происхождение Вселенной и образование в ней галактик. Возможно, в отдаленном будущем человечество будет обладать этими знаниями. Но пока мы можем только строить об этом самые фантастические догадки.
Что такое Галактика
Значение галактики
Галактика — это совокупность всех звёзд, звёздной пыли, газов, космических лучей, тёмной материи.
Галактики находятся во Вселенной.
Наша галактика — Млечный путь. Мы называем её нашей, потому что планета Земля находится именно там.
Галактики, в свою очередь, состоят из систем. В галактике Млечный путь размещена Солнечная система.
Солнечная система состоит из 8 планет (Земля — одна из них), которые вращаются вокруг Солнца. Помимо планет и Солнца, она включает в себя ещё и спутники и различные малые тела (кометы, космическую пыль, метеорные тела).
Во Вселенной много миллиардов галактик. Посмотрев на небо, мы можем увидеть только четыре из них: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.
Млечный путь называют также просто Галактикой. Для отличия от других галактик во Вселенной, когда речь идёт о Млечном пути, мы употребляем слово с заглавной буквы — Галактика.
Виды галактик
Американский астроном Эдвин Хаббл изучал Вселенную. Именно он предложил разделить галактики по видам в зависимости от их формы.
Галактика Млечный путь
Млечный путь — спиральная галактика.
В этой галактике находится Солнце, наша планета Земля и другие планеты. Они вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему.
Помимо Солнечной системы, в галактике есть более 200 миллионов звёзд, межзвёздных пыли и газа.
Размеры и строение галактики
Строение Млечного пути сравнивают с диском.
Галактика состоит из гало сферической формы (а это тёмная материя, звёзды и газ вместе). В центре находится чёрная дыра. Она растянулась на 100 000 световых лет (диаметр).
Как увидеть?
Млечный путь можно увидеть невооружённым глазом. Лучше всего его видно ночью, когда на небе нет облаков.
Особенно повезло жителям Южной части Земного шара. Галактику можно рассмотреть, находясь в Бразилии, Парагвае, на севере Аргентины, в ЮАР, Намибии, на юге Мадагаскара, а также в Центральной и Южной Австралии.
Узнайте про каждое Созвездие нашей Галактики.
Кто открыл Млечный путь?
Млечный путь наблюдали и использовали для навигации ещё древние греки и римляне.
Первым учёным, который представил доказательства строения нашей галактики, был итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610 году с помощью телескопа он доказал, что Млечный путь состоит из множества звёзд.
А Эдвин Хаббл намного позже (в начале 20 века) открыл, что Млечный путь — это целая галактика.
Почему так называется?
По легенде смертная женщина Алкмена родила сына от Зевса, которого назвали Гераклом.
Богиню и жену Зевса Геру обуяла ревность, и она невзлюбила ребёнка.
С помощью хитрости богиня Афина (а по другой версии Гермес) заставили Геру накормить Геркулеса своим молоком.
Но Гера, узнав, что это за ребёнок, оттолкнула его. Пролитое молоко богини и образовало Млечный путь.
Узнайте больше про нашу Солнечную систему.
Чем галактика отличается от Вселенной?
Вселенная состоит из галактик.
Тех, которые мы можем увидеть своими глазами, — четыре: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.
Но учёные насчитывают около 100 миллионов галактик. Но так как нам видна не вся Вселенная, то их может быть гораздо больше.
К тому же галактики не считали вручную. Эта цифра примерная.
Учёные определили количество галактик в одной части Вселенной. А потом вывели их среднее число во всей Вселенной.
Читайте подробнее про Космологию и Астрономию.